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1、運(yùn)輸順槽掘進(jìn)斷層含水破碎帶注漿堵水與加固施工方案羊場灣煤礦Y292運(yùn)輸順槽掘進(jìn)穿過DF15斷層含水破碎帶注漿堵水與加固施工方案1工程概況羊場灣煤礦Y292運(yùn)輸順槽沿二煤底板掘進(jìn)，根據(jù)地質(zhì)資料前方將遇到DF15正斷層。2#煤層煤厚12.31m，傾角10。；煤層直接頂為粉砂巖、中粒砂巖互層，厚1.15m；老頂為中粒砂巖，厚18.45m；直接底為細(xì)砂巖，厚10.79m。DF15斷層傾向305°,傾角82°,落差15m,與Y292運(yùn)輸順槽斜交，夾角約36。o該順槽在掘至距斷層15m時(shí)，按7。下坡掘進(jìn)直至通過斷層帶，巷道底板見2#煤底板夾石干，然后沿2#煤底板掘進(jìn)。該順槽在距斷層
2、前后15m范圍采用錨、網(wǎng)、噴支護(hù)，并采用U25鋼支架進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，該范圍巷道斷面采用三心拱，巷道寬5900mm,高4000mmo根據(jù)礦地測科在探巷探斷層實(shí)際情況，該斷層可能出現(xiàn)圍巖破碎涌水、涌砂現(xiàn)象。2日的及要求為防止DF15斷層在巷道掘進(jìn)通過時(shí)發(fā)生突水或冒頂事故，現(xiàn)按照《煤礦安全規(guī)程》、《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》及《煤礦防治水工作條例》有關(guān)規(guī)定，結(jié)合井田地質(zhì)勘探資料、井巷揭露的地質(zhì)資料有關(guān)內(nèi)容，特編制本設(shè)計(jì),對(duì)DF15正斷層進(jìn)行化學(xué)預(yù)注漿加固，防止突水、涌沙及冒頂事故的發(fā)生。為確保工作面能夠順利推過DF15斷層，防止掘進(jìn)時(shí)發(fā)生冒頂或涌沙涌水事故，我們擬采用深孔超前化學(xué)預(yù)注漿
3、加固及開挖后圍巖錨注加固相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)堵水固沙，保證不發(fā)生冒頂或涌沙涌水事故，消除過斷層的種種不安全因素，保證巷道的止常掘進(jìn)。3化學(xué)注漿加固破碎煤巖體的機(jī)理1）充填密實(shí)作用漿液在注漿泵壓力作用下，不但可以將互相聯(lián)通的巖體裂隙充滿，同時(shí)在壓力的作用下，還可以將充填不到的封閉裂隙和空隙壓縮，從而對(duì)巖體整體起到壓實(shí)作用。壓實(shí)作用的結(jié)果是使巖體的彈性模量提高，強(qiáng)度也相應(yīng)提高。2）網(wǎng)絡(luò)骨架作用在破碎煤巖的注漿加固過程中，漿液在泵壓的作用下擠壓或滲透到破碎煤巖的大大小小的裂隙屮去，漿液固結(jié)后，以固體的形式充填在裂隙中并與巖體固結(jié)，這些充填的材料在巖體內(nèi)形成新的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，注漿
4、后的巖體增加了由加固材料形成的漿脈。這些漿脈在巖體中呈薄厚不一的片狀或條狀，但均相互聯(lián)系形成網(wǎng)絡(luò)骨架，網(wǎng)絡(luò)骨架內(nèi)側(cè)則是均勻密實(shí)的巖體，形成網(wǎng)絡(luò)骨架的充填材料具有較好的彈性的粘結(jié)強(qiáng)度。3）補(bǔ)強(qiáng)作用巖體的強(qiáng)度通常用莫爾強(qiáng)度理論來描述，注漿加固的補(bǔ)強(qiáng)作用可采用莫爾強(qiáng)度理論進(jìn)行分析，為簡化計(jì)算，強(qiáng)度曲線采用直線形包絡(luò)線。即??C??tg?式中：T——巖體抗剪強(qiáng)度，Mpa；o正應(yīng)力，Mpa；C巖體的內(nèi)應(yīng)力，Mpa；巾——內(nèi)摩擦角，°。由上式可知，巖體強(qiáng)度的大小是由C、巾兩個(gè)指標(biāo)確定的。當(dāng)集中的切向應(yīng)力超過巖體的強(qiáng)度極限時(shí)，工作面表面的巖體首先破壞，產(chǎn)生裂隙，巖體原有的內(nèi)應(yīng)力及內(nèi)摩
5、擦角下降，圍巖在一定范圍內(nèi)形成圍巖破碎帶，此破碎帶內(nèi)的巖體雖具冇一定殘余強(qiáng)度，但其抵抗工作面圍巖深度變形的能力顯著降低,注漿加固的目的就是通過注漿使這一區(qū)域內(nèi)的破碎巖體的強(qiáng)度及整體性得到加強(qiáng)，如圖lo巖休C、3值的增值大小，視注漿材料的性能及注漿工藝是否合適而有所不同，一般來講，注漿材料本身固結(jié)強(qiáng)度高、穩(wěn)定性能好，注漿工藝合理，能保證巖休裂隙充填密實(shí)，漿液與裂隙面粘結(jié)牢靠，其C、V值的增值較大。通過注漿可改善巖體弱面的力學(xué)性能，即提高裂隙的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，增大巖體內(nèi)部塊間相對(duì)位移的阻力，從而提高圍巖的整體穩(wěn)定性。4）轉(zhuǎn)變破壞作用當(dāng)巖體中存在較大的裂隙時(shí)，切裂隙附近的巖
6、石單元處于二向應(yīng)力狀態(tài)，而當(dāng)裂隙內(nèi)充滿加固材料后應(yīng)力發(fā)生變化，這些單元將轉(zhuǎn)變成三向受力狀態(tài)。巖石在三向受力狀態(tài)下的強(qiáng)度極限將比在二相或單向受力時(shí)顯著增大，并且脆性減弱，塑性增強(qiáng)，注漿加固起到了轉(zhuǎn)換破壞機(jī)理和增加巖體強(qiáng)度的作用。連續(xù)介質(zhì)（如巖體）內(nèi)冇裂隙吋，在承載過程中會(huì)形成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，而最大的應(yīng)力集?2?中在裂隙端部，如圖2所示。應(yīng)力集中系數(shù)K取決于裂隙端部半徑P,裂隙長圖1試塊在注漿前后強(qiáng)度變化圖03CW圖2巖石裂隙端部應(yīng)力集中度C及巖體尺寸W之比。介質(zhì)發(fā)牛破壞就是在一定的應(yīng)力條件下裂隙出現(xiàn)失穩(wěn)擴(kuò)展的結(jié)果。經(jīng)過注漿加固后，裂隙內(nèi)將充滿加固材料，而且由于加固材料對(duì)裂
7、隙面的粘結(jié)作用，會(huì)使裂隙端部的應(yīng)力大大削弱或消失,從而可使巖體的破壞機(jī)理發(fā)生轉(zhuǎn)變，由原來裂隙擴(kuò)展破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樵谧畲蠹魬?yīng)力作用下的剪切破壞，或在垂直于最小主應(yīng)力方向發(fā)生拉伸破壞等等。4錨注加固技術(shù)及其機(jī)理作為控制軟巖巷道礦壓顯現(xiàn)與巷道維護(hù)的有效手段Z-,近年來錨注加固技術(shù)特別是全斷面錨注加固技術(shù)受到了人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暋?3-巖體錨注加固技術(shù)是利用特種中空錨桿兼做注漿管，融錨固、封孔、注漿工藝為一體，對(duì)巖體實(shí)施外錨內(nèi)注加固處理的一種加固方式。它是巖體注漿加固技術(shù)同巖體錨桿加固技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，充分利用注漿加固與錨桿加固的各口優(yōu)點(diǎn)，全力調(diào)動(dòng)整個(gè)巷
